Aristide Torrelli, fotografo fine art
Il mondo attraverso i miei obiettivi: luce, tecnica e visione

Tutto sugli stabilizzatori d'immagine



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Introduzione
Mi piacciono gli stabilizzatori, li uso sempre, se posso. D’altronde mi aiutano ad ottenere immagini nitide con bassi tempi di scatto e/o con i teleobiettivi, perché non dovrei? Tuttavia la stabilizzazione non è magia ma tecnologia e in questo articolo voglio spiegarla un po’. Ho già scritto un articolo sulla stabilizzazione, se è meglio nell’ottica o nel corpo macchina (puoi trovare l’articolo qui http://www.aristidetorrelli.it/Articoli/SensStabilLente/SensoreStabilOLente.htm ), ma sono passati alcuni anni e oggi ci sono stati dei miglioramenti notevoli.

VR o IS
Che cosa? VR? IS? Tranquilli, sono solo le sigle di Nikon e Canon per i loro sistemi di stabilizzazione. IS è l’acronimo di Image Stabilizer, VR di Vibration Reduction. In pratica sono la stessa cosa, ognuno stabilizza l’immagine da quei leggeri tremolii della mano. Certo, se invece della mano si muove il soggetto, l’IS non vi aiuta per niente!

EF 400mm f/2,8L IS USM, una delle ottiche Canon che incorpora la tecnologia IS.
Immagine reperita in rete

E gli altri?
Sony, Panasonic e Olympus producono fotocamere che muovono il sensore per controbilanciare il movimento della fotocamera. Panasonic ci è arrivata ultimamente perché prima inseriva lo stabilizzatore nell’ottica. E lo fa ancora, permettendo di usare una doppia stabilizzazione, sensore e ottica, per dei miglioramenti ulteriori. Lo chiama Dual IS. La GX7 è stata la prima ad avere la stabilizzazione nel corpo macchina, la GX8 ha la doppia stabilizzazione, che combina la stabilizzazione OIS (quella ottica, dentro l’obiettivo) con quella nel corpo macchina basata sullo spostamento del sensore.

Panasonic Dual I.S. (Immagine Fonte Panasonic)

In modo analogo al sistema di stabilizzazione a 5 assi di Sony nella A7 II e A7R II, il sistema Panasonic combina la stabilizzazione ottica con il movimento del sensore per offrire un sistema più potente e performante rispetto all’ottico o sensore da soli. L’OIS (il sistema ottico) corregge il movimento su due assi, mentre il movimento del sensore compensa per quattro. Questo vale per le immagini statiche, le foto. Per il video (la GX8 riprende in 4K) l’OIS (il sistema ottico) corregge il movimento su due assi, mentre il movimento del sensore compensa le vibrazioni su tre. Non mi chiedete il perché di questa scelta, non lo so, e non essendo un esperto di video non so dirvi se è la soluzione migliore per le riprese. Se qualcuno di voi può chiarirmi questo punto, è il benvenuto. In figura si vede bene.


Come funziona la stabilizzazione ottica
La stabilizzazione è stata disponibile per le telecamere molto prima che in fotografia. Erano disponibili sia sistemi elettronici che ottici tuttavia, per peso e dimensioni, non si poterono inserire all’interno della prima ottica stabilizzata della storia, il Canon EF 75-300/4-5.6 IS USM del 1995. Tale ottica incorporò un sistema totalmente nuovo, progettato ad hoc. La soluzione al problema delle vibrazioni è un gruppo di elementi dentro l’obiettivo che si muove perpendicolarmente all’asse dell’ottica. Di quanto e come si muove dipende da un microprocessore inserito anch’esso nell’ottica.
Quando premete il pulsante di scatto a metà corsa, succede questo:

1 - Il gruppo di lenti che compone lo stabilizzatore, che normalmente è bloccato in posizione centrale, viene rilasciato;
2 - Due sensori giroscopici iniziano a girare e determinano l’angolo e la velocità di un eventuale movimento della fotocamera;
3 - I dati dei sensori sono passati al microprocessore che li analizza e fornisce le istruzioni necessarie al gruppo di stabilizzazione;
4 - Il gruppo di stabilizzazione esegue tali istruzioni, muovendosi nella direzione ed alla velocità necessarie per controbilanciare il movimento della fotocamera;
5 - Questa sequenza viene ripetuta dall’inizio così da avere una reazione istantanea ai cambiamenti dovuti al movimento della fotocamera e permettere di scattare foto nitide.

Si chiama stabilizzazione con decentramento ed è adottata solitamente per gli obiettivi delle fotocamere: i raggi luminosi deviati sono corretti grazie allo spostamento di un gruppo di lenti all’interno dell’obiettivo. Nella prima ottica stabilizzata fu inserito il primo microprocessore a 16 bit mai incorporato in un obiettivo. Tale microprocessore controlla lo stabilizzatore, il motore ultrasonico per la messa a fuoco e il diaframma elettromagnetico dell’ottica.


Ecco l’unità IS che muove l’elemento flottante nell’obiettivo per mantenere l’immagine ferma sulla superficie del sensore.

L’IS è efficace con movimenti di frequenza tra 0,5 Hz e 20 Hz (1 Hz è un movimento al secondo). In questo modo potremo avere un aiuto sia per i movimenti della fotocamera dovuti a tremori della mano (da 0,5 Hz a 3 Hz) che per le vibrazioni dovute ai motori di auto o elicotteri (tra i 10 Hz e 20 Hz). Per essere sicuri che il “panning” della fotocamera non venga scambiato per vibrazioni indesiderate, lo stabilizzatore d’immagine calcola se il movimento in esame si protrae oltre un tempo stabilito e disattiva la stabilizzazione in tale direzione. Otticamente l’obiettivo non subisce diminuzioni di qualità. Dobbiamo però stare attenti che l’IS ha bisogno di energia per funzionare e questa energia gliela fornisce la batteria della fotocamera. Attenti, quindi, avrete un po’ meno scatti a disposizione.


Nell’immagine vediamo la fotocamera, senza IS o con IS spento, durante uno scatto. Al momento dello scatto c’è una vibrazione, la fotocamera si sposta rispetto all’asse e la luce (linea gialla) viene deviata e non segue il percorso voluto.



Attivando l’IS, al momento della vibrazione c’è lo spostamento del gruppo ottico di compensazione che riporta la luce sul percorso corretto.Le immagini sono di fonte Canon.

Il diagramma e la scommessa
Il movimento delle mani è casuale. Se scattate un certo numero di immagini in una certa condizione (e sempre quella), noterete che alcune saranno più definite e alcune meno nitide. In che percentuale? Dipende dalle condizioni, dal tempo di scatto, dalla lunghezza focale. Tutto bello, ma come fanno i costruttori a dire che il loro sistema “aiuta” di tre o quattro stop?



Nel grafico (fatto a mano, non è il risultato di un esperimento) ho riportato la percentuale di immagini nitide sul totale, in funzione della velocità di scatto. Ci serve semplicemente per fare alcuni ragionamenti, senza la pretesa di essere “scientifico”.
Il grafico dice che la percentuale di scatti nitidi aumenta con l’aumentare del tempo di scatto. Se scattate a 15 secondi a mano libera, non avrete mai foto nitide, anche se avete lo stabilizzatore. Se scattate a 1/500s, avrete foto nitide praticamente sempre, anche senza stabilizzatore. Magari una ogni tanto sarà meno nitida, il 100% è difficile da ottenere. Tuttavia, dal grafico, potete capire come i costruttori ricavano i famosi 2, 3 o 4 stop di miglioramento. La curva che ho disegnato dipende da tanti fattori e quella reale potrebbe non essere perfettamente uguale a quella mostrata. Tuttavia si prende il punto dove il 50% delle foto sono nitide per misurare il tempo accettabile.
Ci sono fotografi che invece di uno scatto, ne fanno alcuni utilizzando lo scatto a raffica. In questo modo alcune immagini saranno più nitide di altre (la probabilità) e si potrà sceglierne una. Se avessi impostato un tempo che mi da il 33% di immagini nitide per quel tempo (una su tre), potrei scattare 10 o 15 foto. Dovrei trovarmene 3 o 5 più nitide delle altre e così potrei scegliere.
La stabilizzazione, quindi, fornisce ottimi risultati di miglioramento nell’area tra le due curve. Gli scatti tra 1/2s e 1/15s con un 50mm vi faranno capire quanto vi aiuta l’IS. Provate a scattare con e senza lo stabilizzatore inserito.

E che modi!

Active o Normal? i modi dello stabilizzatore d’immagine
Nel mondo Nikon, Active (Attivo) significa che il sistema corregge anche ampi movimenti, altrimenti li ignora perché presume che stiate ricomponendo l’immagine o facendo un panning. Questi controlli ottimizzano il sistema per differenti frequenze e intervalli di ampiezza appropriati per quel tipo di foto.
Canon li chiama modi 1 e 2. Il modo 2 è quello che “capisce” il panning, il modo 1 è quello tradizionale che tenta di correggere tutto.

Poi si sono inventati il modo 3 (Canon)
Il modo 3 è come il modo standard (Modo 1) ma invece di essere sempre attivo, si attiva solo quando premete a fondo il pulsante di scatto. E’ utile nella fotografia di sport dove ci si muove velocemente tra i soggetti. Se foste nel modo 1, nel mirino vedreste dei salti dell’immagine mentre i motori dell’IS tentano di compensare gli estesi movimenti della lente. Nel modo 3, invece, la compensazione avviene solo al momento dello scatto. Si trova nelle ottiche:
EF300mm f/2.8L IS II USM
EF400mm f/2.8L IS II USM
EF400mm f/4 DO IS II USM
EF500mm f/4L IS II USM
EF600mm f/4L IS II USM
EF100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM
EF200-400mm f/4L IS USM EXTENDER 1.4x

Non contenti del Modo 3, ecco l’IS Ibrido
E’ stato introdotto con l’EF100mm f/2.8L Macro IS USM. Normalmente le vibrazioni sono rotazioni della fotocamera, movimenti su/giù o destra/sinistra (sinistra/destra) intorno alla fotocamera. Nella macrofoto le vibrazioni sembrano meno rotazioni e più traslazioni, come se l’intero fotogramma si muovesse verso l’alto o verso il basso, oppure parallelamente al soggetto. Ecco allora lo Shift IS, quello dell’IS Ibrido.


Si può utilizzare un moltiplicatore di focale con molte ottiche. La stabilizzazione rimane efficace anche quando questo accessorio è montato.

Consigli
Non appoggiate mai la fotocamera a qualcosa che sta vibrando ma tenetela sempre tra le mani per prevenire la trasmissione delle vibrazioni. Inoltre ricordate che i meccanismi dell’IS non possono muoversi così tanto da contrastare le oscillazioni che potreste avere su un cavallo al trotto o sul ponte di una nave con il mare mosso.

Aerei
I sistemi IS servono a eliminare gli effetti dei tremori delle mani, non per scattare dagli elicotteri o da auto in corsa. Quando scattate da un aereo, non appoggiatevi a una qualsiasi parte dell’aereo ma rimanete seduti senza appoggiarvi allo schienale in modo che il vostro corpo assorba più vibrazioni possibile.

Velocità dell’otturatore molto rapide o focali corte
Con il digitale si può ingrandire molto l’immagine a video e quindi vedere meglio eventuali sfocature da micro mosso.
I sistemi IS lavorano molto bene, anche a velocità rapide, specie con lunghe focali. Scattare con un 500mm a 1/1000 non è detto che ci dia la nitidezza perfetta, ma l’IS ci migliora sicuramente lo scatto perché il problema è sempre quello delle vibrazioni tra gli 0,5 Hz e i 20 Hz. E’ chiaro che velocità elevate dell’otturatore ci aiutano a non sentire l’effetto delle vibrazioni tuttavia le lunghe focali ingrandiscono non solo l’immagine ma anche le vibrazioni rispetto al modello di calcolo che usa come base il 50 mm (vedi articolo http://www.aristidetorrelli.it/Articoli/Quantosaldemani.htm). Il che vuol dire che il 500mm di prima ingrandisce 10 volte anche i movimenti dovuti alle vibrazioni, rispetto al 50mm.
Con le focali più corte il problema è sempre stato minore, tuttavia l’IS ci aiuterà anche in questo caso, se ci sono miglioramenti possibili.

Treppiede
Con le prime ottiche stabilizzate era meglio disattivare l’IS quando si usava il treppiede. Questo perché la mancanza di vibrazioni confondeva il sistema che tentava comunque di correggere. Gli stabilizzatori di oggi sono in grado di capire se la fotocamera/ottica è montata su treppiede e si comportano di conseguenza, rimanendo attivi e quindi aiutandoci a ottenere immagini più nitide. Leggete bene il manuale!





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